结合MATLAB的控制工程实验

《结合MATLAB的控制工程实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机械控制工程实验实验指导书机电技术实验室学号：2014010049姓名：潘礼延班级：机械1402日期：2016年10月8日实验一系统时域响应分析一、实验目的本实验的主要目的是通过试验，能够使学生进一步理解和掌握系统时间响应分析的相关知识，同时也了解频率响应的特点及系统稳定性的充要条件。二、实验要求学习有关MATLAB的相关内容，要求学生用MATLAB软件的相应功能，编程实现一阶、二阶和三阶系统在几种典型输入信号（包括单位脉冲信号、单位阶跃信号、单位斜坡信号和正弦信号）作用下的响应，记录结果并进行分析处理：对一阶和二阶系统，要求用试

2、验结果来分析系统特征参数对系统时间响应的影响；对二阶系统和三阶系统的相同输入信号对应的响应进行比较，得出结论。1.系统的传递函数及其MATLAB表达（1）一阶系统传递函数为：传递函数的MATLAB表达：num=[k]；den=[T,1]；G(s)=tf(num,den)（2）二阶系统传递函数为：传递函数的MATLAB表达：num=[wn^2]；den=[1，wn，wn^2]；G(s)=tf(num,den)2.各种时间输入信号响应的表达（1）单位脉冲信号响应：impulse(sys,t)（2）单位阶跃信号响应：step(sys,t

3、)（3）任意输入信号响应：lsim(sys,u,t)其中sys为建立的模型；t为仿真时间区段（可选）三、实验内容1.读懂以下代码，编写一阶系统单位阶跃响应曲线。clearall;t=0:0.01:7;%系统时间nG=1;%传函分子系数tao=1;dG=[tao1];%传函分母系数G=tf(nG,dG)%建立传递函数impulse(G,t);%绘制阶跃输入的曲线xlabel('时间');ylabel('幅值');%给XY轴命名gridon;%打开网格title('一阶系统单位脉冲的响应曲线');%给所绘图像定义标题1.读懂以下代码，

4、编写二阶系统单位阶跃响应曲线。clearall;t=[0:0.01:4];wn=7;kc=0.2;%定义二阶系统参数nG=[wn^2];dG=[12*kc*wnwn^2];G=tf(nG,dG)impulse(G,t);xlabel('时间');ylabel('幅值');gridon;title('二阶系统单位脉冲响应曲线');1.读懂以下代码，编写二阶系统加速度信号的响应曲线。clearall;t=0:0.01:10;wn=7;kc=0.7;u=sin(0.5*pi*t);nG=wn^2;dG=[12*kc*wnwn^2];G=

5、tf(nG,dG)lsim(G,u,t);xlabel('时间');ylabel('幅值');gridon;title('二阶系统正弦响应及响应曲线');1.读懂以下代码，编写二阶系统不同参数阶跃响应曲线（欠阻尼，临界阻尼，过阻尼）。clearall;t=[0:0.001:7];wn=7;nG=[wn^2];kc=0.2;dG1=[12*kc*wnwn^2];G1=tf(nG,dG1)kc=0.5;dG2=[12*kc*wnwn^2];G2=tf(nG,dG2)kc=0.8;dG3=[12*kc*wnwn^2];G3=tf(nG,

6、dG3)[y1,T]=step(G1,t);[y2,T]=step(G2,t);[y3,T]=step(G3,t);plot(T,y1,'--',T,y2,'-.',T,y3,'-');legend('kc=0.2','kc=0.5','kc=0.8');xlabel('时间');ylabel('幅值');gridon;title('二阶系统单位阶跃响应曲线(不同欠阻尼);1.运行一下代码，判断所得各数值的含义。clearall;t=0:0.001:4;yss=1;dta=0.02;wn=7;nG=[wn^2];kc=0.2;dG

7、1=[12*kc*wnwn^2];G1=tf(nG,dG1);kc=0.5;dG2=[12*kc*wnwn^2];G2=tf(nG,dG2);kc=0.8;dG3=[12*kc*wnwn^2];G3=tf(nG,dG3);y1=step(G1,t);y2=step(G2,t);y3=step(G3,t);%kc=0.2%求上升时间trr=1;whiley1(r)

8、pmp1=(ymax-yss)/yss;%求调整时间tss=4001;whiley1(s)>1-dta&y1(s)<1+dta;s=s-1;endts1=(s-1)*0.001;%kc=0.5;r=1;whiley2(r)